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1、应变片压力传感器原理与应用 &&力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器
你好！电阻应变式传感器是以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形
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电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也
电阻应变片
你好，电阻应变片，是由用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状（或用很薄的
电阻应变片也称电阻应变计或应变计或应变片，是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。 &&以电阻应变片为核心元件可以制成应变式
我刚买的浙江黄岩测试仪器厂的电阻应变片BHF120-1AA &&5元，BX120-1AA &&1.2元， &&
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　一个直流电源有两种工作状态，一种是恒压状态，按照恒压电源的特征在工作，一种是恒流状态，按照恒流电源的特征在工作。这种电源内部有两个控制单元，一个是稳压控制单元
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应变传感器
范文一：2应变式传感器应变式传感器一、单项选择题1、为减小或消除非线性误差的方法可采用（
）。A. 差动结构
B. 提高桥臂比C. 提高桥臂电阻值
D. 提高电压灵敏度2、全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（
）。A. 不变
D. 6倍3、电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用(
)。A．直流平衡电桥
B．直流不平衡电桥C．交流平衡电桥
D．交流不平衡电桥4、通常用应变式传感器测量(
)。A. 温度
B．密度C．加速度
D．电阻5、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是（
）。A．导电材料电阻率的变化
B．导电材料几何尺寸的变化C．导电材料物理性质的变化
D．导电材料化学性质的变化10、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（
）。A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片13、金属丝的电阻随着它所受的机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（
）。A.电阻形变效应
B.电阻应变效应
C.压电效应
D.压阻效应15、（
）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生产，是一种很有前途的新型应变片。A.箔式应变片
B.半导体应变片
C.沉积膜应变片
D.薄膜应变片23、直流电桥的平衡条件为（
）A．相邻桥臂阻值乘积相等
B．相对桥臂阻值乘积相等C．相对桥臂阻值比值相等
D．相邻桥臂阻值之和相等三、填空题1、单位应变引起的
称为电阻丝的灵敏度系数。。 3、直流电桥平衡条件是4、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是
关系。7、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除
同时还能起到
的作用。8、电阻应变式传感器的核心元件是
，其工作原理是基于
。9、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的
变化，以便方便地显示被测非电量的大小。四、简答题1、什么叫应变效应？ 利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。17、请简要一下解释压阻效应。五、计算题15、如图为一直流应变电桥。图中E?4V,R1?R2?R3?R4?120?，试求：转换成
的(1). R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1的增量为?R1?1.2?时，电桥输出电压U0；(2). R1,R3都是应变片，且批号相同，感受应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥的输出U0；(3). 题(2)中，如果R2与R1感受应变的极性相反，且?R1??R2?1.2?，电桥的输出U0。原文地址：
范文二：06应变式传感器现代检测技术电阻应变式传感器精勤求学 敦笃励志 果毅力行 忠恕任事电阻式传感器电阻式传感器的基本原理：将被测物理量的变化转换成 电阻值的变化，再经相应的测量电路显示或记录被测量值的 变化。其种类繁多，应用广泛。 按照其工作原理可分为：变阻器(电位器)式、电阻应变 式、固态压阻式、热敏电阻式、气敏电阻式、磁敏电阻式等。 电阻应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生应变 的一种传感器，最常用的传感元件为电阻应变片。Xi’an Jiaotong University电阻应变片的基本结构1－敏感栅；2－基底；3－引线；4－覆盖层；5－黏合剂； 6－电极；Xi’an Jiaotong University电阻应变片的工作原理电阻应变效应是指金属导体在外力作用下发生机械变形时， 其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变 化的现象。 应变片压阻效应：半导体材料在受到外力作用时，其电阻 率ρ发生变化的现象。引线 覆盖层 基片bR ???LAL电阻丝敏感栅Xi’an Jiaotong University电阻应变片的工作原理L ? L? ?R ? ?? ? ?L - 2 ?A A A A ?R ?? ?L ?A ? ? 假设金属丝截面为圆形 R ? L AA ? ? r2?A ? 2? r ?r?r / r ? -? (?L / L) ? -?? x?为泊松比，金属约为0.3，? x为纵向应变?A ? 2?r / r ? -2?? x A?R ?? ? ? ?1 ? 2? ? ? x ? R ?Xi’an Jiaotong University电阻应变片的工作原理对金属材料，电阻率几乎不变：?R ? ?1 ? 2? ? ? x ? S0? x , S0 ? 1 ? 2?，称为灵敏度系数 R S0通常取1.8～3.6。对于半导体材料，以压阻效应为主。半导体材料压 阻效应的大小和符号与材料、力的方向、载流子浓度等 有关，根据半导体材料的压阻效应：???? ?? ? ? E? xXi’an Jiaotong University电阻应变片的工作原理??? ? —轴向应力? ?? ? ? E? x? —纵向压阻系数，(40～80)? 10－11m 2 / NE —电阻丝材料弹性模量，1.67 ? 1011 N / m 2 ? E ? 66 ~ 133 ?R 所以 ? ? E? x R特点：比金属 丝式灵敏度高， 输出电流大， 但非线性严重， 温度稳定性较 差。Xi’an Jiaotong University电阻应变片的种类Xi’an Jiaotong University电阻应变片的种类Xi’an Jiaotong University电阻应变片的种类Xi’an Jiaotong University电阻应变片的种类照相制版是利用照相复制和化学腐蚀相结合的技术制取金属印刷版的化学加 工方法。 照相制版的原理是把所需的文字和图像按要求缩放到底片上，再将底片贴合 在涂有感光胶的金属板上进行曝光，经过显影便可在金属板上形成所需要的文字 或图像的感光胶膜。然后对胶膜进行抗蚀性处理，使之成为一种有很强的耐酸碱 性、有光泽的珐琅质薄层。再将金属板浸入硝酸或三氯化铁溶液中，无珐琅质胶 膜的金属表面 便被腐蚀溶解，形成凸出的文字或图像的印刷版。 1822年,法国的涅普斯首先进行了照相制版的实验。1839年，苏格兰的庞顿 阐明了现代照相制版方法。1850年，法国的吉洛发明了铜锌版的照相制版法。 1948年，美国发明了无粉腐蚀法，照相制版开始获得广泛使用。照相制版是光刻和化学雕刻等加工工艺的基础。Xi’an Jiaotong University电阻应变片的种类箔式应变片优点: ①可制成多种复杂形状、尺寸准确的敏感栅，其栅长最 小可做到0.2mm，以适应不同的测量要求； ②横向效应小； ③散热条件好，允许电流大，提高了输出灵敏度； ④蠕变和机械滞后小，疲劳寿命长； ⑤生产效率高，便于实现自动化生产。金属箔的材料常用康铜和镍铬合金等。目前使用的应变片大多是金属箔式应变片。Xi’an Jiaotong University电阻应变片的种类在单晶硅上扩散p型杂质Xi’an Jiaotong University电阻应变片的种类Xi’an Jiaotong University电阻应变片的种类? 薄膜应变片：采用真空沉积或高频溅射等方法，在绝缘基片上形成厚度在0.1μm以下的电阻材料薄膜的敏感栅——厚度大约 为箔式应变片的十分之一以下。 优点：应变灵敏系数大，可靠性好，精度高，容易做成高阻抗的小型应变片，无迟滞和蠕变现象，具有良好的耐热性和冲击性能等。用化学气相淀积法制备薄膜，成 膜温度低、可靠性好、系统简单等。Xi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿电阻应变片将应变转换为电阻的变化量，测量电路将 电阻的变化再转换为电压或电流信号，最终实现被测量的 测量。电阻的变化一般采用电桥电路测量。 电桥按其电源性质的不同可以分为直流电桥和交流电 桥。直流电桥只能测量电阻，而交流电桥可用于测量电阻、 电感和电容的变化。 b ? 直流电桥a R4 d UIXi’an Jiaotong UniversityR1 I1 I2R2 cUo原理：利用一个或数个桥臂的 阻值变化引起电桥输出电压的 变化；桥臂可由电阻式敏感元 件构成。+R3测量电路及温度补偿b R1±△R1 a R4 d UI I1 I2 R3 R2 c Uoa R4 d UIR1±△R1 b R2 △R2 I1 I2 R4 △R4bI1 I2 R3半桥双臂 半桥单臂 全桥aR3±△R3 d直流电桥常见连接形式UIXi’an Jiaotong University±±±R1±△R1R2 △R2 c UocUo测量电路及温度补偿假设：R1 ? R2 ? R3 ? R4 ? R0?R1 ? ?R2 ? ?R3 ? ?R4 ? ?RXi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿半桥单臂：R1 ? ?R ? R3 ? R2 R4 ? Uo ? UI ? R1 ? ?R ? R2 ?? R3 ? R4 ? ?R ?R ? UI ? UI 4 R0 ? 2?R 4 R0半桥双臂：?R Uo ? UI 2 R0 ?R Uo ? UI R0Xi’an Jiaotong University全桥：测量电路及温度补偿半桥单臂：半桥双臂：全桥：?R Uo ? UI 4 R0?R Uo ? UI 2 R0?R Uo ? UI R0Xi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿当全桥四个桥臂阻值变化同号时，即：R1 ? ?R1 , R2 ? ?R2 , R3 ? ?R3 , R4 ? ?R41 ? ?R1 ?R2 ?R3 ?R4 ? 有： U o ? ? ? ? ? ?U I 4 ? R0 R0 R0 R0 ?Xi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿Xi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿+问题：S含义？如何测量M消除P的影响？Xi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿α——敏感栅材料的电阻温度系数；S——敏感栅灵敏度系数； β1 、β2——分别为敏感栅和试件的线膨胀系数；Xi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿温度引起的电阻变化总值：?Rt ? R[? ? S ( ?1 ? ? 2 )]?t使? ? S (?1 ? ? 2 ) ? 0Xi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿Xi’an Jiaotong University测量电路及温度补偿温度升高引起应变片灵 敏度下降，电桥输出电压下 降；热敏电阻的阻值随温度 升高而减小，使电桥的供电 电压随温度升高而增加，适 当选取分流电阻R0的值，可 以补偿由于应变片灵敏度变 化引起的输出电压的变化， 达到温度补偿。热敏电阻补偿法原理Xi’an Jiaotong University应变片的布置与桥接方式利用适当的布片和组桥方式消除温度变化和复合载 荷作用的影响，获得最大的输出灵敏度。 1）应变片应布置在弹性元件产生应变最大的位置，并 沿主应力方向贴片；贴片处的应变尽量与外载荷呈线性 关系（避开非线性区），同时应注意使该处不受非待测 载荷的干扰影响。2）根据电桥的和差特性，选择适当的接桥方式，可以 使输出的灵敏度最大，同时又能排除非待测载荷的影响 并进行温度补偿。Xi’an Jiaotong University应变片的布置与桥接方式R1、R3串接，R2、R4串接并置 于相对臂，减小弯矩影响；横 向贴片作温度补偿。Xi’an Jiaotong University应变片的布置与桥接方式Xi’an Jiaotong University相关计算例：一台用等强度梁作为弹性元件的电子秤，在梁的上、下 面各贴两片相同的电阻应变片（K=2），如图所示。已知 l=100mm，b=11mm，t=3mm，E=2×104 N/mm2。现将四个 应变片接入直流电桥中，电桥电源，当作用力F=0.5kg时， 求电桥输出电压U0？ 6Fl 注：等强度梁应力应变关系： ? ? 2bt EXi’an Jiaotong University相关计算解：根据题意，电阻相对变化量为：?R1 ?R3 ?R2 ?R2 ? ?? ?? ? K? R1 R3 R2 R2电桥输出电压为：?R 6Fl 6 ? 0.5 ? 9.8 ?100 U0 ? U ? KU 2 ? 2 ? 6 ? ? 0. R bt E 11? 3 ? 2 ?10Xi’an Jiaotong University电阻应变式传感器的特点和应用电阻应变式传感器特点： ①精度高，测量范围广； ②使用寿命长，性能稳定可靠； ③结构简单，体积小，重量轻； ④频率响应较好，既可用于静态测量又可用于动态测量； ⑤价格低廉，品种多样，便于选择和大量使用。应用范围：用于位移、加速度、力、压力、力矩等各种 参数测量。Xi’an Jiaotong University电阻应变片的应用Xi’an Jiaotong University电阻应变片的应用Xi’an Jiaotong University电阻应变片的应用Xi’an Jiaotong University电阻应变片的应用Xi’an Jiaotong University电阻应变片的应用应用实例：冲床监测与次数Xi’an Jiaotong University作业1. 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 各有何优缺点？应如何针对具体情况选用？2. 金属电阻应变片的灵敏度系数与金属丝的灵敏度系数有何 不同？ 为什么？ 3. 电阻应变片产生温度误差的原因有哪些？怎样消除误差？ 4. 见下页Xi’an Jiaotong University作业4. 图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350Ohm， 求： ① R1为应变片，其余为外接电阻，R1增量为△ R1=3.5Ohm 时输出U0=? ② R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同，其余为电 阻，电压输出U0=? ③ R1、R2感受应变极性相反, 输出U0=? ④ R1、R2、R3、R4都是应 变片，对臂同性，邻臂异性， 电压输出U0=?Xi’an Jiaotong University作业5. 有四个性能完全相同的应变片（K=2），将其贴在如图所示的压 力传感器圆板形感压膜片上。根据图所示应力分布情况，已确定R2、R3 粘贴在圆形感压膜片的中心且沿切向，R1、R4沿径向粘贴在圆形感压膜 片的边缘位置，并使其所受应变与中心最大切向应变相等，符号相反。 已知：? t max?3 ?1 ? ? 2 ? r 2 8h E2P ，膜片的半径r=20mm，厚度h=0.3mm，材料的泊松比u =0.285，弹性模量E=2.0×1011N/m2。现将四个应变片组 成全桥测量电路，供桥电压Ui=6V。求：Xi’an Jiaotong University作业（1）画出相应的全桥测量电路图； （2）当被测压力 P为0.1MPa时，求各应变片的应变值及电桥输 出电压U0； （3）该压力传感器是否具有温度补偿作用?为什么?（4）桥路输出电压与被测压力之间是否存在线性关系?Xi’an Jiaotong University固态压阻式传感器? 半导体单晶硅材料在受到外力作用，产生肉眼根本察觉不 到的极微小应变时，其原子结构内部的电子能级状态发生 变化，从而导致其电阻率剧烈的变化，由其材料制成的电 阻也就出现极大变化，这种物理效应叫压阻效应。 ?利用压阻效应原理，采用三维集成电路工艺技术及一些专 用特殊工艺，在单晶硅片上的特定晶向，制成应变电阻构 成的惠斯登检测电桥，并同时利用硅的弹性力学特性，在 同一硅片上进行特殊的机械加工，集应力敏感与力电转换 检测于一体的力学量传感器，称为固态压阻传感器。以气、 液体压强为检测对象的则称为固态压阻压力传感器。Xi’an Jiaotong University固态压阻式传感器? 主要特点： ? 1. 灵敏度高 ? 2. 精度高 ? 3. 体积小、重量轻、动态频响高 ? 4. 性能稳定、可靠性高 ? 5. 温度系数小 ? 6. 适应介质广 ? 7. 安全防爆 ? 在以大规模集成电路技术和计算机软件技术为特色的智能传感 器技术中，由于它能做成单片式多功能复合敏感元件来构成智 能传感器的基础，因此倍受瞩目。–http://www.autooo.net/autooo/chuangan/jishu//18869.htmlXi’an Jiaotong University阅读详情：
范文三：应变式传感器第三章 应变式传感器1． 什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。答：在外力作用下，导体或半导体材料产生机械变形，从而引起材料电阻值发生相应变化的现象，称为应变效应。其表达式为dR?K??，式中K为材料的应变灵敏系数，当R应变材料为金属或合金时，在弹性极限内K为常数。金属电阻应变片的电阻相对变化量dR与金属材料的轴向应变?成正比，因此，利用电阻应变片，可以将被测物体的应变?R转换成与之成正比关系的电阻相对变化量，这就是金属电阻应变片的工作原理。 2． 试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿办法。答：由于测量现场环境温度偏离应变片标定温度而给测量带来的附加误差，称为应变片温度误差。产生应变片温度误差的主要原因有：⑴由于电阻丝温度系数的存在，当温度改变时，应变片的标称电阻值发生变化。⑵当试件与与电阻丝材料的线膨胀系数不同时，由于温度的变化而引起的附加变形，使应变片产生附加电阻。电阻应变片的温度补偿方法有线路补偿法和应变片自补偿法两大类。电桥补偿法是最常用且效果较好的线路补偿法，应变片自补偿法是采用温度自补偿应变片或双金属线栅应变片来代替一般应变片，使之兼顾温度补偿作用。3． 什么是直流电桥？若按桥臂工作方式不同，可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？答：如题图3-3所示电路为电桥电路。若电桥电路的工作电源E为直流电源，则该电桥称为直流电桥。按应变所在电桥不同的工作桥臂，电桥可分为： ⑴单臂电桥，R1为电阻应变片，R2、R3、R4为电桥固定电阻。其输出压为U0?E?R1?4R1⑵差动半桥电路，R1、R2为两个所受应变方向相反的应变片，R3、R4为电桥固定电阻。其输出电压为：U0?E?R1?2R1⑶差动全桥电路，R1、R2、R3、R4均为电阻应变片，且相邻两桥臂应变片所受应变方向相反。其输出电压为：U0?E??R1R14．拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路，试问： （1）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？ （2）画出相应的电桥电路图。答：①如题图3-4﹙ａ﹚所示等截面悬梁臂，在外力F作用下，悬梁臂产生变形，梁的上表面受到拉应变，而梁的下表面受压应变。当选用四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路，则应变片如题图3-4﹙ｂ﹚所示粘贴。题图3-4（a）等截面悬臂梁
（b）应变片粘贴方式
（c）测量电路 ②电阻应变片所构成的差动全桥电路接线如图3-4﹙ｃ﹚所示，R1、R4同，R2、R3、所受应变方向相同，但与R1、R4所受应变方向相反。 5. 图示为一直流应变电桥。图中E=4V，R1=R2=R3=R4=120?，试求：（1） R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1的增量为?R1?1.2?时，电桥输出电压所U0??（2） R1，R2都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U0??（3） 题（2）中，如果R2与R1感受应变的极性相反，且?R1??R2?1.2?，电桥输出电压U0?? 答：①如题3-5图所示U0?E?R141.2?????0.01 4R14120?②由于R1，R2均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则R1?R2?R?R1??R2??R?R2??R2R4?U0????R??R?R??RR?R??E12234??1?R??RR4??1120?????E????E?0?2R??RR?R??2240?34??③根据题意，设R1?R??R1 R2?R??R2?R2??R2R4U0????R??R?R??RR?R12234?1R2??R2R4??则R1?R2R3?R4??E?R241.2?????0.022R2120???E?6. 图示为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏系数K=2.05,未受应变时，R1=120Ω。当试件受力F时，应变片承受平均应变ε=800μm/m，求：（1） 应变片电阻变化量ΔR1和电阻相对变化量ΔR1/ R1。（2） 将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误差。 （3） 若要减小非线性误差，应采取何种措施？并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。 解：①根据应变效应，有?R1?K?? R1已知 K?2.05，??800代入公式则?m，R?120?1?R1?K???R1?2.05?800?10?6?120?0.20? ?R10.20??0.17R1120②若将电阻应变片置于单臂测量桥路中 则 U0???R13???0.mV 4R14?R12R1非线性误差 ?l??0.085%?R11?2R1③若要减小非线性误差，可采用半桥差动电路，且选择R1?R2?R3?R4?120?
?R1??R2?0.20? R1和R2所受应变大小相等，应变方向相反。此时U0???R1??2.50mV2R1?L?07.在题6条件下，如果试件材质为合金钢，线膨胀系数?g?11?10/℃，电阻应变片敏感栅材质为康铜，其电阻温度系数??15?10?6?6/℃，线膨涨系数?s?14.9?10?6/℃。当传感器的环境温度从10℃变化到50℃时，引起附加电阻相对变化量??R?t为多少？折合成附加应变?t为多少？解：在题3-6的条件下，合金钢线膨胀系数为g=11×10/℃。则-6?g??0?1??g?t???01?11?10?6??50?10?应为?s?14.9?10?6/℃。则?s??0?1??s?t???01?14.9?10??50?10?，当两者粘贴?6????在一起时，电阻丝产生附加电阻变化?R?为：?R??K0R1??g??s???t?2.05?120?11?10?6?14.9?10?6??50?10?= -0.03838?????当测量的环境温度从10℃变化到50℃时，金属电阻丝自身温度系数??15?10/℃。则：?6?R??R1????t?120?15?10?6??50?10??0.07200?总附加电阻相对变化量为：?Rt?R???R?0.38???0.02802% R0R0120折合附加应变为：?RtR0..7?m ?t?0??0.0001367K2.05阅读详情：
范文四：应变式传感器应变式传感器王辉宇（湖南理工学院南湖学院） 人通过感官来接收外界的信号，并将所接收的信号送人大脑，进行分析处理后获取有用的信息。对现有的或者正在发展中的机械电子装置来说，电子计算机相当于人的大脑 (即常称电脑)，而相应于人的感官部分的装置就是传感器。所以说，传感器是人类感官的扩展和延伸，借助传感器，人类可以去探测那些无法直接用感官获取的信息。例如，用超声波探测器可以探测海水的深度，用红外遥感器可以从高空探测地球上的植被和污染信况等等。在自动控制领域中，自动化程度越高，控制系统对传感器的依赖性就越大，因此，传感器对控制系统功能的正常发挥起着决定性的作用。传感器是一种获取信息的装置。它的定义是：借助于检测元件接收一种形式的信息，并按一定的规律将所获取的信息转换成另一种信息的装置。它获取的信息可以为各种物理量、化学量和生物量，而转换后的信息也可以有各种形式。但目前，传感器转换的大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器定义为，把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。所以一般也称传感器为变换器、换能器和探测器，其输出的电信号继续输送给后续的配套的测量电路及终端装置，以便进行电信号的调理、分析、记录或显示等等。在一个自动化系统中，首先要能检测到信息，才能去进行自动控制，因此传感器是首当其冲的装置。下面就应变式传感器进行详细探讨。应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器，如图所示。即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。电阻应变片则是其最常采用的传感元件。它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。应变式传感器应用相当广泛，主要应用于测量力、力矩、压力、加速度、重量等。常见的应变式传感器有丝式电阻应变片和箔式电阻应变片两种。电阻应变片的基本构造如图，它一般由敏感栅、基底、引线、盖片等组成。敏感栅由直径为0.01-0.05mm、高电阻系数的细丝弯曲而成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。敏感栅用粘合齐将其固定在基底上。基底的作用应保证将构件上应变准确地传递到敏感栅上去。因此它必须作得很薄，一般为0.03-0.06mm，使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起。另外它还应有良好的绝缘性能、抗潮性能和耐热性能。基底材料有纸、胶膜、玻璃纤维布等。纸具有柔软、易于粘贴、应变极限大和价格低廉等优点，但耐温耐湿性差，一般工作
温度低于70℃下采用。为了提高耐湿耐久性和使用温度，可浸以酚醛树脂类粘合剂使用温度可提高至180℃，且时间稳定性好，适用于测力等传感器使用。胶膜基底是由环氧树脂、酚醛树脂、聚脂树脂和聚酰亚胺等有机粘合剂制成的薄膜，胶膜基底具有比纸更好的柔性、耐湿性和耐久性，且使用温度可达100-300℃。玻璃纤维布能耐400-450℃高温，多用做中温或高温应变片基底。引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接，一般由0.1-0.2mm低阻镀锡铜丝制成，并与敏感栅两输出端相焊接。在测试时，将应变片用粘合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，而此电阻变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定测量线路将这种电阻变化转换为电压或电流变化，然后再用显示记录仪表将其显示记录下来，就能知道被测试件应变量的大小。应变式传感器性能指标主要有以下几个：1.灵敏度：指沿着传感器测量轴方向对单位振动量输入x可获得的电压信号输出值u，即s=u/x。与灵敏度相关的一个指标是分辨率，这是指输出电压变化量△u可加辨认的最小机械振动输入变化量△x的大小。为了测量出微小的振动变化，传感器应有较高的灵敏度。2.使用频率范围：指灵敏度随频率而变化的量值不超出给定误差的频率区间。其两端分别为频率下限和上限。为了测量静态机械量，传感器应具有零频率响应特性。传感器的使用频率范围，除和传感器本身的频率响应特性有关外，还和传感器安装条件有关（主要影响频率上限）。3.动态范围：动态范围即可测量的量程，是指灵敏度随幅值的变化量不超出给定误差限的输入机械量的幅值范围。在此范围内，输出电压和机械输入量成正比，所以也称为线性范围。动态范围一般不用绝对量数值表示，而用分贝做单位，这是因为被测振值变化幅度过大的缘故，以分贝级表示使用更方便一些。4.相移：指输入简谐振动时，输出同频电压信号相对输入量的相位滞后量。相移的存在有可能使输出的合成波形产生崎变，为避免输出失真，要求相移值为零或Π，或者随频率成正比变化定义K=(ΔR/R)/εt为应变片的灵敏系数。它表示安装在被测试件上的应变在其轴向受到单向应力时，引起的电阻相对变化(ΔR/R)与其单向应力引起的试件表面轴向应变(εt)之比。需要注意的是，应变片的灵敏系数并不等于其敏感栅整长应变丝的灵敏系数，这是因为在单向应力产生应变时，应变片的灵敏系数除受到敏感栅结构形状、成型工艺、粘结剂和基底性能的影响外，尤其受到栅端圆弧部分横向效应的影响。传感器的应用选择参数有1.电阻传感器的测量范围，应力传感器可测出10(-2)——10(7)N的力，可制成各种机械量传感器。2.电阻传感器精度和灵敏度可达到很高，灵敏度可达到几十mv/m，高精度的传感器的误差可达0.1%——0.01%。3.频率响应特性好?响应时间为10(-7)——10(-11)S，可测几十到几百赫兹的动态过程。4.电阻式传感器在恶劣环境下、大加速度和振动条件下工作?只要进行适当的构造设计及选用合适的材料,也能在高温（低温）、强腐蚀及核辐射条件下可靠的工作。5．对电阻应变式传感器,应变计的品种多。我们在传感器选择的时候可以根据其参数特性结合工作环境进行合理的选择，使我们的工作能有效的、顺利的完成。电阻应变式传感器的应用很广，可概括为以下两方面。1.将应变片粘贴于被测构件上，直接用来测定构件的应变和应力。例如，为了研究或验证机械、桥梁、建筑等某些构件在工作状态下的应力、 变形情况，可利用形状不同的应变片，粘贴在构件的预测部位，可测得构件 的拉、压应力、扭矩或弯矩等，从而为结构设计、应力校核或构件破坏的预 测等提供可靠的实验数据2.将应变片贴于弹性元件上，与弹性元件一起构成应变式传感器。这种传感器常用来测量力、位移、加速度等物理参数。在这种情况下，弹性元件将得到与被测量成正比的应变，再通过应变片转换为电阻 变化的输出。应变式传感器具有很多优点，比如1.分辨力高，能测出极微小的应变；误差较小，一般小于1%；2.尺寸小、重量轻；3.测量范围大，从弹性变形一直可测至塑性变形（1-2%），最大可达20%；4.既可测静态，也可测快速交变应力；5.具有电气测量的一切优点，如测量结果便于传送、记录和处理；6.能在各种严酷环境中工作，如从宇宙真空至数千个大气压；7.从接近绝对零度低温至近1000℃高温；离心加速度可达数十万个“g”；8.在振动、磁场、放射性、化学腐蚀等条件下，只要采取适当措施，亦能可靠地工作；9.价格低廉、品种多样，便于选择和大量使用。当然它也有缺点，比如1.有较大的非线性、输出信号较弱，但可采取一定的补偿措施。因此它广泛应用于自动测试和控制技术中。2.随着时间和环境的变化，构成传感器的材料和器件性能会发生变化。因此不适用于长期监测，因为时漂、温漂较大，长时间测的话可能就无法取得真实有效的数据。3.易受到电场、磁场、振动、辐射、气压、声压、气流等的影响。应变式传感器具有防水、抗凝、精确度高、稳定性好、寿命长、适合野外使用等优良性能。数据采集终端使用嵌入式操作系统及无线通信收发模块集成，采用模块化设计易扩展，适应多种类型传感器，可以定时休眠和唤醒，可同时滚存数百组数据。信息数据传输采用2.4G频IEEE802.15.4传输协议完成区域自动智能组网传输，采用GPRS完成超远距传输和互联网对接传输。 能源配置有电池、太阳能和电网等多种能源支持方式。管理接收主控具有USB口或串口接收环境信息数据，可以扩展终端机和传感器，可以增加和修改传感器公式，可以支持多品种传感器，具有网络接口可以进行互联网应用，可以数据导出，有显示接口可以接液晶显示屏，有硬盘扩展接口可以增加存储容量，有大型数据库系统可以存储和管理大流量数据。 智能控制器采用模块化设计，具有与主控数据交互功能，能完成多通道、多类型设备的管理和控制，具有人机交互功能，能完成人工控制管理，具有安全工作保障功能，使用嵌入式软件。最近十几年来，由于对传感器在信息社会中的作用有了新的认识和评价，各国都将传感器技术列为重点发展技术。当今国际市场传感器技术的竞争，集中表现在产品的准确度、稳定性和可靠性的竞争；制造技术与制造工艺的竞争；应用高新技术研发新产品和自主知识产权产品的竞争。各传感器制造企业都在努力培植自己的核心竞争技术和打造核心竞争产品。国内传感器厂家有宁波柯力公司，中原电测公司，宁波博达电气公司，浙江南洋公司，广州电测仪器厂等。国外有美国VISHER公司，托利多公司；德国HBM公司以及日本macome公司等，美国于1970——1980年间，在NASA空间开发的高峰期，伴随国内原能汽车、航空及其它重工业等产业部门的技术改造，开发了各种电阻应变计，如美国维谢公司生产的电阻应变计品种规格达4万种以上。日本的每家应变计生产厂也都有上千个以上品种规格。据报道。日本在1988年电阻应变计的生产量为400——450万片。其中，常温环境应力——应变测量用的普通应变计占65%——7 5%，高温、大应变测量等特殊应变计和传感器用应变计占25%——35%。我国的电阻应变计技术自八十年代中期引进国外生产技术以来，应变计的产质量和数量都有很大提高，据推测，1997年,电阻应变计的产量在550——600万片左右，其中传感器用片（特别是称重传感器用片）约占65%——75%，一般应力分析用片占25%——31%，而特殊用应变计不足1%。在我国近20年来，传感器虽然有了较快的发展，有不少传感器走上市场，但大多数只能用于测量常用的参数、常用的量程、中等的精度，远远满足不了我国四个现代化建设的要求。而与国际水平相比，我国的传感器不论在品种、数量、质量等方面，都有较大的差距。为此，努力开发各种新型传感器，以满足我国四化建设的需要，是摆在我国科技工作者面前的紧迫任务。阅读详情：
范文五：传感器与检测技术2.1应变式传感器2.1应变式传感器2.1应变式传感器2.1.1 工作原理1.金属的电阻应变效应lR=ρAΔRΔlΔAΔρ=-+ρRlAΔRΔρ=(1+2μ)ε+=K0εRρ金属电阻的灵敏系数k01+2μ2. 应变片的基本结构与种类半导体应变片及金属丝式应变片的结构半导体应变片外形金属丝式应变片金属丝式应变片使用最早，有纸基、胶基之分。由于金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，有逐渐被箔式所取代的趋势。但其价格便宜，多用于应变、应力的大批量、一次性试验。箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制成的。箔式应变片与片基的接触面积大得多，散热条件较好，在长时间测量时的蠕变较小，一致性较好，适合于大批量生产，目前广泛用于各种应变式传感器中。金属薄膜应变片zzz2.1.2 金属应变片的主要特性应变片的电阻值R指应变片未经安装也不受外力情况下于室温时所测定的电阻值。有60Ω，120Ω，200Ω，350Ω，1000Ω几种规格，最常用的为120Ω。（一）灵敏系数电阻应变片的灵敏系数k（二）横向效应（三）温度误差及其补偿?ΔR???=αtΔt?R?1?ΔR???=k(βg-βs)Δt?R?2温度补偿①电桥补偿法②应变片的自补偿法zzza.选择式自补偿应变片α=-K0(β(2.1.21)g-βs)b. 双金属敏感栅自补偿应变片(ΔR1)t=-(ΔR2)t③热敏电阻补偿2.1.3 电阻应变片的测量电路1 直流电桥2 非线性误差及其补偿1. 直流电桥UΔRΔRΔR3ΔRUo=()(2-3)-+-4R1R2R3R4电桥平衡的条件：转换电路-电桥利用“和”特性可提高输出灵敏度；利用“差”特性可温度补偿。2.非线性误差及其补偿R3R+ΔR]U0=U[-R1+ΔR1+R2-ΔR2R3+R4UΔRU0＝2R2.非线性误差及其补偿R1+ΔR1R1+ΔR1R2-ΔR2R3+ΔR3U0ΔR1Uy=o2R1全桥差动电路2.1.4
电阻应变式传感器的应用电阻应变式传感器的应用十分广泛。它可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。其应用可分两大类：1、将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的专用应变式传感器。应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路；2、将应变片贴于被测试件上，然后将其接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的应变量。2.1.4
电阻应变式传感器的应用zzzz1应变式力传感器柱式力传感器(2)梁式力传感器各种悬臂梁FF应变片在悬臂梁上的粘贴及变形⑶薄壁圆环式力传感器应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置R4R1R2应变式荷重传感器外形及受力位置（续）FF汽车衡汽车衡称重系统荷重传感器应用估算汽车在钢板上有少许的前、后、左、右偏位，是否会影响测量结果？为什么？BK-2S称重传感器产品详细介绍BK－4轮辐式传感器系列采用轮辐式结构，高度低，抗偏抗侧能力强，测量精度高，性能稳定可靠安装方便，是大、中量程精度传感器中的最佳形式，广泛用于各种电子衡器和各种力值测量，如汽车衡、轨道衡、吊勾秤、料斗秤人体秤吊钩秤便携式应变式数显扭矩扳手可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。量程2~500N.m，耗电量≤10mA，有公制/英制单位转换、峰值保持、自动断电等功能。2. 应变式压力传感器筒式压力传感器组合式压力传感器AK-1型应变式脉动压力传感器产品特点：采用外壳和膜片为一体的圆膜片结构尺寸小，安装方便频响高，精度高，性能稳定可靠适用于各种动，静态、气、液体介质的压力测量压阻式固态压力传感器隔离、承压膜片可以将腐蚀性的气体、液体与硅膜片隔离开来。阅读详情：
范文六：传感器实验报告(电阻应变式传感器)传 感 器 技 术 实 验 报 告院（系）
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实验台号实验一
金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码（每只约20g）、、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。三、实验原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。图1-1通过这些应变片转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压?E?E??R?Ek?
（1-1） U0??41??4R42RE为电桥电源电压，R为固定电阻值，式1-1表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为?L??1?R??100%。 2R四、实验内容与步骤1．图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。2．从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档），调节电位器Rw3，使电压表显示为0V，Rw3的位置确定后不能改动，关闭主控台电源。图1-2
应变式传感器单臂电桥实验接线图3．将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R1）接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥，见图1-2，接好电桥调零电位器Rw1，直流电源±4V（从主控台接入），电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，调节Rw1,使电压表显示为零。4．在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节Rw4，改变差动放大器的增益，使数显电压表显示2mV，读取数显表数值，保持Rw4不变，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，记录实验结果，填入表1-1，关闭电源。五、注意事项加在应变传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！六、实验报告根据表1－1计算系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差δf1=Δm/yF..S ×100％，式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差；yF·S为满量程（200g）输出平均值。七、思考题：采用单臂电桥时，作为桥臂的电阻应变片应选用： (1)正(受拉)应变片； (2)负(受压)应变片；(3)正、负应变片均可以。 答：传 感 器 技 术 实 验 报 告院（系）
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实验台号实验二
金属箔式应变片——半桥性能实验一、实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。二、实验仪器：同实验一三、实验原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U0?EE?Rk??
（2-1） 22RU0比单臂电桥灵敏度提高一倍，半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。四、实验内容与步骤1．应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。图2-1
应变式传感器半桥实验接线图2．差动放大器调零。从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档），调节电位器Rw3，使电压表显示为0V，Rw3的位置确定后不能改动，关闭主控台电源。3．根据图2-1接线，R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即桥路的邻边必须是传感器中两片受力方向相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片。接入桥路电源±4V（从主控台接入），电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，调节Rw1，使电压表显示为零。4．在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节Rw4，改变差动放大器的增益，使数显电压表显示10mV，读取数显表数值，保持Rw4不变，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，记录实验结果，填入下表，关闭电源。五、实验报告根据表2－1计算系统灵敏度L＝ΔU/ΔW和非线性误差δf2。六、思考题：1．半桥侧量时两片不同受力状态的电阻应变片在接入电桥时，应放在：(1)对边？(2)邻边的位置？ 答：2．桥路测量时存在非线性误差，是因为：(1)电桥测量原理上存在非线性误差？(2)应变片应变效应是非线性的？(3)零点偏移？ 答：传 感 器 技 术 实 验 报 告院（系）
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实验台号实验三
金属箔式应变片――全桥性能实验一、实验目的：了解全桥测量电路的优点。二、实验仪器：同实验一。三、实验原理：全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如图3-1，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出：Uo=Ekε
（3-1）E为电桥电源电压，式3-1表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。四、实验内容与步骤图3-1 全桥性能实验接线图1．应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。2．从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档），调节电位器Rw3，使电压表显示为0V。Rw3的位置确定后不能改动，关闭主控台电源。3．按图3-1接线，将受力不同的4只应变片接入电桥的邻边，接入电桥调零电位器Rw1，直流电源±4V(从主控台接入)，电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，调节Rw1，使电压表显示为零。4．在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节Rw4，改变差动放大器的增益，使数显电压表显示0.020V左右，读取数显表数值，保持Rw4不变，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，记录实验结果，填入下表3-1，关闭电源。五、实验报告根据表3-1的实验数据，计算灵敏度L=ΔU/ΔW，非线性误差δf3六、思考题1．全桥测量中，当两组对边(R1、R3)电阻值相同时，即R1= R3, R2= R4,而R1≠R2时，是否可以组成全桥：(1)可以，(2)不可以。 答：2．工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻。图3-2
应变式传感器受拉时传感器圆平面展开图传 感 器 技 术 实 验 报 告院（系）
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实验台号实验四
直流全桥的应用——电子称实验一、实验目的：了解直流全桥的应用及电路的定标二、实验仪器：同实验一三、实验原理：电子称实验原理同实验三的全桥测量原理，通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数使电路输出电压值为重量的对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成一台比较原始的电子称。四、实验内容与步骤1．按实验三的步骤1、2、3接好线并将电路调零。2．将10只砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器Rw4（满量程时的增益），使数显电压表显示为0.200V（2V档测量）。3．拿去托盘上所有砝码，观察数显电压表是否显示为0.00V，若不为0.00V，再次调节Rw4调零。4．重复2、3步骤的定标过程，直到精确为止，把电压量纲改为重量量纲即可以称重。 5．将砝码依次放到托盘上并读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，记录实验结果，填入下表，关闭电源。6．打开电源，根据定标结果，在电子秤上称量几样自己的随身物品（例如手机、钥匙等）的重量，记录实验结果，填入下表，关闭电源。阅读详情：
范文七：应变式压力传感器1 应变式压力传感器发展简介应变式称重传感器，1938年美国加利福尼亚理工学院教授E?Simmons（西蒙斯）和麻省理工学院教授A?Ruge（鲁奇）分别同时研制出纸基丝绕式电阻应变计，以他们名字的字头和各有二位助手命名为SR-4型，由美国BLH公司专利生产.1940年美国BLH公司和Revere公司总工程师A?Thurston利用SR一4型电阻应变计研制出圆柱结构的应变式负荷传感器，用于工程测力和称重计量，成为应变式负荷传感器的创始者.1973年美国学者霍格斯特姆为克服正应力负荷传感器的固有缺点，提出不利用正应力，而利用与弯矩无关的切应力设计负荷传感器的理论，并设计出圆截工字形截面悬臂剪切梁型负荷传感器.打破了正应力负荷传感器的一统天下，形成了新的发展潮流.这是负荷传感器结构设计的重大突破.1974年前后美国学者斯坦因和德国学者埃多姆分别提出建立弹性体较为复杂的力学模型，利用有限单元计算方法，分析弹性体的强度、刚度，应力场和位移场，求得最佳化设计.为利用现代分析手段和计算方法设计与计算负荷传感器开辟了新途径.经历了70年代的切应力负荷传感器和铝合金小量程负荷传感器两大技术突破；80年代称重传感器与测力传感器彻底分离，制定R60国际建议和研发出数字式智能称重传感器两项重大变革；90年代在结构设计和制造工艺中不断纳入高新技术迎接新挑战，加速了称重传感器技术的发展；2000年OIML R60首次引入族和组、分配系数PL范围等新概念.2 应变式压力传感器原理将电阻应变片粘贴在弹性元件特定表面上，当力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用于弹性元件时，会导致元件应力和应变的变化，进而引起电阻应变片电阻的变化.电阻的变化经电路处理后的以电信号的方式输出，这就是电阻应变式传感器的工作原理.电阻丝应变片一般是粘贴在传感器的弹性体上，当传感器承受压力后，弹性体产生形变，引起粘贴在弹性体上的应变片电阻值变化.在一般情况下，传感器内都是由4个应变片组成一个测量电桥，在大多数的使用情况下，传感器内部4个应变片同时受力，并且在受压形变的作用下，2个应变片阻值增大，2个变小.检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出.因为电桥具有很多优点，如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以电桥在称重传感器中得到了广泛的应用.因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵消，所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥.3 应变式力学传感器应用实例-电子秤3.1 电子秤构造浙江天煌科技实业有限公司，生产的TH-DZC型电子秤，是以一种比较简单的机构来演示用改变电阻来测量质量的方法.构造如图3所示.阅读详情：
范文八：电阻应变片传感器实验电阻应变片传感器实验实验目的：1．了解金属箔式应变片的结构及粘贴方式。 2．了解单臂直流电桥的工作原理和工作情况。 3．比较单臂、半桥、全桥电路的性能。 4．了解温度变化对应变测试系统的影响。5．了解交流激励时应变电桥的工作原理和工作情况。实验原理：应变片是最常用的测力传感元件，当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变时，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂的四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为△R1／R1、△R2／R2、△R3／R3、△R4／R4，当使用一个应变片时∑R=△R/R；当二个应变片组成差动状态工作时，则有∑R=2△R/R；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1＝R2＝R3＝R4＝R时，则有∑R=4△R/R。由此可见，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。实验内容1：箔式应变片的性能－单臂电桥 实验所需部件：直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、金属箔式应变计、双孔悬臂梁、砝码（20克/个）、数字电压/频率表。图（１）实验步骤：（１）对差动放大器调零。开启仪器电源，差动放大器增益为100倍（顺时针方向旋到底），“＋”、“－”两输入端用实验线对地短路，输出端接数字电压表2V档，调节“差动调零”电位器使差动放大器输出电压为零，然后关闭仪器电源，拔掉实验线，调零后“差动增益”电位器和“差放调零”电位器的位置不要变化。（２）按图（1）将实验所需部件用实验线连接成测试桥路，桥路中R1、R2、R3、和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R为应变片（可选上、下梁中的任一工作片），直流激励电源为±4V档。（３）确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟，调节电桥“WD”电位器，使测试系统输出电压为零。（４）在双孔悬臂梁称重平台上依次放上砝码，每放置一个砝码记录一次差动放大器输出电压值。（５）根据表中所测数据计算灵敏度S，S＝△V／△P，并在坐标图上做出V－P关系曲线。注意事项：（１）实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰，接插线插入插孔，以保证接触良好，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。 （２）．做单臂电桥实验时，由于应变片的零飘和蠕变现象的客观存在，桥路中的三个精密电阻与应变片的零飘值一致的可能性很小，如果没有采用补偿的话，单臂电桥测试电路是必然会出现输出电压漂移现象，这不是仪器不稳定，而是真实地反映了应变片的特性，但是只要采用半桥或全桥测试电路，系统就会非常稳定，这是因为同一批次的应变片的飘移和蠕变特性相近，接成半桥和全桥形式后根据桥路的加减特性就起到了非常好的补偿作用，这也是应变片在实际应用中无一例外地采用全桥（或半桥）测试电路的原因。（３）稳压电源不要长时间对地短路。实验内容2：单臂、半桥和全桥电路性能的比较 实验原理：已知单臂、半桥和全桥电路的∑R分别为△R/R、2△R／R、4△R／R。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4?E?∑R，电桥灵敏度Ku＝V／△R／R，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度度分别为1/4E、1/2E和E，由此可知，当E和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。实验所需部件：直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、金属箔式应变计、双孔悬臂梁、砝码（20克/个）、数字电压/频率表。实验步骤：图（２）图（３）１．在完成实验内容1的基础上，不变动差动放大器的“差动增益”和“差动调零”电位器，按图（2）将图（1）中的固定电阻R1换成金属箔式应变计组成半桥电路。２．确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟，调节电桥“WD”电位器，使测试系统输出电压为零。３．在双孔悬臂梁称重平台上依次放上砝码，每放置一个砝码记录一次差动放大器输出电压值。４．按图（3）将图（1）中的固定电阻R2、R3也换成金属箔式应变计组成全桥测试系统。３．在同一坐标上描出V－P曲线，比较三种桥路的灵敏度，并做出定性的结论。注意事项：１．应变片接入电桥时注意其受力方向，一定要接成差动形式。 ２．直流激励电压不能过大，以免造成应变片自热损坏。３．由于进行位移测量时测微头要从零－→正的最大值，又回复到零－→负的最大值，因应变梁的金属滞后特性容易造成零点偏移，因此计算灵敏度时可将正△X的灵敏度与负的△X的灵敏度分开计算。再求平均值，以后实验中凡需过零的实验均可采用此种方法。实验内容3：金属箔式应变片的温度效应 实验原理：温度变化引起应变片阻值发生变化的原因是应变片电阻丝的温度系数及电阻丝与测试中的膨胀系数不同，由此引起测试系统输出电压发生变化。实验所需部件：直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、金属箔式应变计、双孔悬臂梁、数字电压/频率表、加热器、温度计。实验步骤：１．按图（1）接线，开启电源，调整系统输出为零。２．记录加热前的环境温度，可用热电偶或集成温度传感器测得。３．开启“加热”电源，观察测试系统输出电压随温度升高而发生的变化，记录温度——电压值并列表。４．求出温度漂移值△V／△T。注意事项：１．实验前首先差放调零，方法见实验内容1的步骤１。２．要观察应变片的温度特性，实验系统必须接成单臂电桥，如果是半桥或全桥形式则系统已经具备补偿作用，温飘现象就不明显。３．本仪器中所使用的ＢＨＦ金属箔式应变片具有防自蠕变性能，因此温度系数较小。实验内容4：应变电路的温度补偿 实验原理：用补偿片法是应变电桥温度补偿方法中的一种，如图（2）所示，在电桥中，R1为工作片，R2为补偿片，R1＝R2。当温度变化时两应变片的电阻变化△R1与△R2符号相同，数量相等，桥路如原来是平衡的，则温度变化后R1*R4＝R2*R3，电桥仍满足平衡条件，无漂移电压输出，由于补偿片所贴位置与工作片成90°，所以只感受温度变化，而不感受悬臂梁的应变。图（４）
图（５）实验所需部件：直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、金属箔式应变计、双孔悬臂梁、数字电压/频率表、加热器、温度计。实验步骤：１．按图（4）接好线路，图中R′和R″分别为金属箔式应变计和温度补偿片。 ２．重复实验三1－4步骤，求出接入补偿片后系统的温度漂移，并与实验内容3的结果进行比较。五．注意事项：１．应正确选择温度补偿片，在面板的应变片接线端中，从左至右1－8对接线端分别是：1－上梁半导体应变片，2－下梁半导体应变片。3、5－上梁箔式应变片，4、6－下梁箔式应变片，7、8－上、下梁温度补偿片，电路中的箔式应变片与补偿片应在同一应变梁上。２．实验前首先差放调零，方法见实验内容提要的步骤１。实验内容5： 金属箔式应变片交流全桥实验实验原理：图（6）是交流全桥的一般形式。当电桥平衡时，Z1Z4＝Z2Z3，电桥输出为零。若桥臂阻抗相对变化为△Z1／Z1、△Z2／Z2、△Z3／Z3、△Z4／Z4，则电桥的输出与桥臂阻抗的相对变化。交流电桥工作时增大相角差可以提高灵敏度，传感器最好是纯电阻性或纯电抗性的。交流电桥只有在满足输出电压的实部和虚部均为零的条件下才会平衡。实验所需部件：电桥、音频振荡器、金属箔式应变计、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、数字电压/频率表、砝码（20克/个）、示波器。实验步骤：图（6）１．首先通过数字电压/频率表的20KHz档将音频振荡器的频率调节到5KHz,幅度适中，然后关闭仪器电源。２．按图（6）接线，音频振荡器一定要从0或Lv端输出，确认无误后开启仪器电源。 ３．调节螺旋测微仪使双平行悬臂梁处于水平位置，调节电桥直流调平衡电位器WD，使系统输出基本为零，仔细调节交流调平衡电位器WA，使系统输出为零。（或在双孔悬臂梁称重平台上依次放上砝码，进行上述实验）４．用示波器观察各环节波形，测量读数，列表填入V、X值，作出V－X曲线，求出灵敏度。o注意事项：１．欲提高交流全桥的灵敏度，可用示波器观察相敏检波器输出端③的波形，若相敏检波器输出端③的波形脉动成份较大，则系统虽然可以调零，但灵敏度较低，提高灵敏度的方法是：当系统初步调零后，再调节电桥中的ＷＡ电位器，使相敏检波器输出波形尽量平直，然后用手将双平行悬臂梁压到最低（CSY10B型起始可多放些砝码在双孔悬臂梁的托盘上），调节“移相”旋钮，使相敏检波器输出端波形为相连接的整流波形，再放手恢复双平行悬臂梁的自然位置，调节电桥中的ＷＤ电位器，使系统输出为零，这样系统灵敏度会最高。２．做交流全桥实验时输出电压用指针式毫伏表可以比较直观地看出应变梁在正、反向受力时系统输出电压的变化情况。３．实验前首先差放调零，方法见实验一的步骤１。实验内容6：激励频率对交流全桥的影响 实验原理：由于交流电桥中的各种阻抗的影响，改变激励频率可以提高交流全桥的灵敏度和提高抗干扰性。实验所需部件：电桥、音频振荡器、金属箔式应变计、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、数字电压/频率表、螺旋测微仪（CSY10B用砝码20克/个）、示波器。实验步骤：１．接线、操作均按实验十进行。２．从音频振荡器0°输出端或Ｌｖ输出端输出信号，频率从2KHZ－10KHZ，接交流全桥，分别测出系统输出电压，列表填好V——X值，在同一坐标上做出V－X曲线，比较灵敏度，并得出结论，该交流全桥工作在哪个频率时较为合适。注意事项：１．做实验时频率改变时音频振荡器的幅值不变，否则无可比性。 ２．实验前首先差放调零，方法见实验一的步骤１。实验内容7：交流全桥的应用――振幅测量实验原理：当双平行悬臂梁梁受到不同的频率信号激励时，振幅不同，带给应变片的应力不同，电桥输出也不同。若激励频率和梁的固有频率相同时，产生共振，此时电桥输出为最大，根据这一原理可以找出梁的固有频率。实验所需部件：电桥、音频振荡器、金属箔式应变计（半导体式应变计）、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、数字电压/频率表、螺旋测微仪、示波器。实验步骤：１．根据实验十的电路接线，移开测微头，调节电桥，使系统输出为零，并使系统灵敏度最大。２．将低频振荡器输出端接至“激振II”端，此时悬臂梁开始振动。（10B型激振开关拨至“激振II”端）３．用示波器观察差动放大器和低通滤波器的输出波形，注意调节示波器的扫描时间，差动放大器输出的是调幅波。４．固定低频振荡器幅值旋钮不变，电压／频率表放2KHZ档，接低频振荡器输出端，调节低频振荡器频率，用示波器读出系统最大振幅值，此时频率表所示即为梁的固有频率。注意事项：１．悬臂梁激振时振幅不宜太大，否则易造成应变片受损。２．10B型实验仪因应变片贴在双孔悬臂梁上，由于结构的原因，所以只能做半导体式交流半桥振动实验。实验内容8：交流全桥组成的电子秤实验所需部件：音频振荡器、电桥、金属箔式应变计、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、砝码（20克/个）、称重平台、数字电压/频率表。实验步骤：１．按实验十接好线路，在悬臂梁顶端磁钢上（双孔悬臂梁已装有平台）放好称重平台调节系统为零。２．在称重平台上逐步加上砝码进行标定，并记录Ｗ——Ｖ的关系。 ３．取走砝码，在平台上加一未知重量的物品，记下电压表读数。 ４．根据坐标上W－V曲线得知物品的大致重量。注意事项：１．悬臂梁上放置重量不要过重，超过悬臂梁线性位移范围就不能正常称重。附
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范文九：电阻应变片传感器电阻应变片传感器 电阻应变片传感器就是利用电阻应变效应制成的传感器，是常用的传感器之一。传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。1 目录 电阻应变片传感器结构 电阻应变片传感器工作原理 电阻应变式传感器应用2 电阻应变片传感器结构如图所示，是电阻应变片传感器的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。3 电阻应变片传感器工作原理电阻应变片传感器的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示： R =ρL/S（Ω）式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω。cm2/m ）S ——导体的截面积（cm2 ）L ——导体的长度（m ）我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其压力传感器电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增鼎兴压阻式压力传感器加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情。4 电阻应变式传感器应用1.水利水电2.铁路交通3.智能建筑4.生产自控5.航空航天6.军工7.石化8.油井9.电力10.船舶11.机床12.管道阅读详情：
范文十：应变管式压力传感器传感器课程设计说明书设计题目：应变管式测压传感器专
业：电子工程系测控技术与仪器学
号设 计 者 指导教师：孟立凡完成时间： 学校名称：中北大学一． 设计任务书1.设计题目： 设计一个应变式测压传感器2.设计目的：1)通过课程设计，综合运用传感器的基本原理和一修课程的理论与相关知识、掌握课程设计的一般规律。培养运用所学知识解决实际问题的能力、把实际问题联系到所学相关课程上来。2)通过课程设计培养空间想象能力培养良好的遇到问题自己查找相关资料来解决问题的科学研究习惯，学会使用规范的学科语言进行表述。3)培养严谨的工作作风。3.原始数据：〈1〉、满量程压力
200kg.f/cm2(20Mpa ))〈2〉、最大应变
με〈3〉、连接用螺纹
M16×1.5〈4〉、最大外径
Φ24mm〈5〉、应变管固有频率在10KHz以上〈6〉、供桥电压
3V4.设计要求:
1)传感器转配图一张（A3纸）2)零件图三张 （A3纸）3)设计说明书一份。二、设计内容：1．方案论证结构选择结合所学的波比圆筒式应变压力传感器、可选择此结构、该传感器主要用来测量液体压力，当被侧压力P进入应变管内时，是桶发生变形、考虑到产品实际应用及应变管的安全性和准确性，应设计一个套筒和被测液体连接的螺纹。2．应变管的设计与计算(1) 材料选择根据原始数据分析选择：Qbe2
E= 1.31×105Mpa
σb=1250 Mpa安全系数 n=5
许用应力: [σ]=250 Mpa
材料密度:ρ=8.23g/cm3(2)应变管设计根据所给技术要求及薄壁圆筒的理论，设计应变管的相关数据如下h=0.6，
d0=9 ， d1=10.2，L1=8,
L2=7,Lw=9,
L3+Lm=7① 环向应力
?x?pd0=150Mpa
2h② 轴向应力
?t?0=75Mpa 4h③ 合成应力22?max?y??x????=167.7Mpa④ 大应变值???167.76??=1280?? ?10E1.31?105=（1000??⑤ 有效工作长度
Lw?2.50h2?(1.2~1.5)Lg=7.71～8.61取Lw=9
应变片的长度3mm⑥ 螺纹强度校核
按仪器零件螺纹强度校核连接螺纹的长度P?D2/420???162/4????0.47 D???b??16???0.75?1.5?0.6?250取??4⑦ 应变管固有频率
f?0.13E0.131.31??13648HZ?10KHZLP388.23(L?L1?L2?LW
?Lg）⑧ 最大输出电压
Ux?U0K??0.25?3?2??6V 43、套筒的设计套筒只需满足与传感器保持一定间隙且壁厚做出螺纹即可，可选壁厚为3mm，外径为20mm，内径为14mm， 长度为34mm，套筒上孔径为3mm，具体见零件图4、挡板的设计为减小对结果的影响应使挡板较小，可设计长为15mm，宽为5mm，孔径应略大于螺柱取3.5mm，厚度为1mm，具体尺寸见零件图三、参考资料《机械设计》
纪名刚 主编
高等教育出版社《传感器原理及技术》
孟立凡、蓝金辉 主编 国防工业出版社《机械设计课程设计手册》 吴宗泽、罗圣国 主编 高等教育出版社阅读详情：